半膠粘二分衝片四極電磁鐵的製作方法

2023-06-05 23:25:01

專利名稱：半膠粘二分衝片四極電磁鐵的製作方法
技術領域：
本實用新型主要涉及帶電粒子傳輸使用的電磁鐵，主要涉及一種用於帶電粒子束流 聚焦的二分衝片四極電磁鐵。
技術背景-
四極電磁鐵是國家重點工程項目所需要的，主要用於加速器系統的各條束線上，進 行束流聚焦，其每臺電磁鐵電源單獨供電。對磁鐵四個磁極分布的對稱性、四極上的線 圈一致性要求較高，最終目的是取得高質量的磁場分布。在此之前，國內同類型電磁鐵 大都採用實芯鐵製作，無法滿足交變磁場下的工作要求，研製一種半膠粘合、衝片疊壓 的四極電磁鐵意義重大。此外，減輕重量降低成本、減小外形尺寸便於安裝也是需要解 決的問題。
發明內容-
本實用新型的目的在於在現有技^^礎上，li雕啲一種半膠粘二分衝片四極電磁鐵，磁 場質量高，磁鐵穩定性好，工作效率高。
本實用新型的目的可以通過採用以下技術方^fe實恥 一種半膠粘二分衝片四極電磁鐵，
包括有鐵芯押片(2),鐵芯神片(2) ffl3l膠合構戱佔結端板(3)，兩端各一件粘結端板(3) 中間夾散鐵芯神片(2)構成磁鐵鐵芯(1)，其特徵在於戶艦的鐵芯(1)由上鐵芯(1-1) 和下鐵芯(1-2)組成，上鐵芯(1-1)和下鐵芯(1-2)分別ffiil側面的第一壓板(4)、兩端 的第二壓板(5)和雙頭螺杆(6)固定連接構成上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)，上磁鐵 組(7-1)和下磁鐵組(7-2)相對設置形成四極電磁鐵，上磁鐵組(7-1)上設有第一極線圈 (8-1)和第二極線圈(8-2)，下磁鐵組(7-2)上設有第三極線圈(8-3)和第四極線圈(84)， 各極線圈的引線分別用線圈壓塊(9)固定在上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)的側面，下 磁鐵組(7-2)安裝在/M (10)上。
為使電磁鐵在消耗同等原材料的基礎上，，取得高質量的磁場分布，充分利用衝壓模具對 衝片衝制的良別呆證性，在鐵芯衝片(2)設計時，Mil精確計算，對OT極頭部位^4行
優化，精確調整 分布。讓鐵芯衝片(2)磁極頭部位的弧形兩邊得到更多一些鐵量，使磁 場在這裡的分布得到墊補，最終得到了令人滿意地高質量磁場分布。
所述的上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)兩側設有第三壓板(11)，並通過拉杆(12) 固定連接。
所述的第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3)和第四極線圈(8-4) 均由內線圈和外線圈兩部分組成，第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈 (8-3)和第四極線圈(8-4)與上磁鐵組(7-1)或下磁鐵組(7-2)接觸之間設有第一 膠皮墊片(13)，第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3)和第四極 線圈(8-4)分別用線圈支撐板(14)固定在相應的磁極頭上，每極的內線圈和外線圈之 間設有第二膠皮墊片(15)。
所述的第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3)和第四極線圈(8-4) 的內、外線圈的導線是外部為方形的銅線，其中心設有水孔，外部設有絕緣層，在第一 極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3)和第四極線圈(8-4)的內、外 線圈引線兩端頭設有水管接頭(16)，在上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)的側面用水 管壓環(17)固定有進水管(18)和回水管(19)，在進水管(18)的上端設置壓力表(20)。
所述的設有水管接頭(16)的各線圈引線上設有電連接板(21)，各電連接板(21) 相聯接，使得各極上的所有內、外線圈呈串聯方式連接，並保證兩兩相對磁極極性相同、 相鄰磁極極性相反。
所述的內、外線圈外部的絕緣層分別有設置在導線與導線之間的匝間絕緣(22)和 線圈與磁鐵鐵芯之間對地絕緣(23)構成，匝間絕緣(22)和對地絕緣(23)外部還設 有環氧澆注層(24)。
所述的內、外線圈為馬鞍形。上磁鐵組(7-1)上設有吊環(25)。鐵芯衝片(2) 的磁極頭(2-1)的外部線(A)在拐角處外側設為凹形。
本實用新型的有益效果是所述的半膠粘二分衝片四極電磁鐵，每臺電磁鐵電源單獨 供電，磁鐵四個磁極分布的對稱性、四極上的線圈一致性較高。採用上下兩分片八邊形 結構，其極頭內切圓直徑170mm，四極磁鐵的工作方式是脈衝的，磁場的上升和下降時 間是3秒，累積時間為10秒，平頂時間是5秒，所以周期是21秒，但要考慮直流運行 30分鐘。磁場質量高，磁鐵穩定性好，工作效率高。


圖1為本實用新型主視示意圖2為本實用新型俯視示意圖3為本實用新型左視剖視示意圖4為本實用新型線圈的剖面示意圖5為本實用新型線圈導線的局部放大剖面示意圖6為本實用新型鐵芯衝片(2)結構示意圖7為本實用新型鐵芯衝片(2)的局部放大示意圖。
圖8為本實用粘結端板(3)結構示意圖。
圖9為本實用新型上磁鐵組(7-1)的結構剖視示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖所示之最佳實施例作進一步詳述
實施例l，見圖l、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8，所述的半膠粘二分衝片四極電磁鐵，包 括有鐵芯衝片2，鐵芯衝片2通過膠合構成粘結端板3，兩端各一件粘結端板3中間夾散 鐵芯衝片2構成磁鐵鐵芯1，其特點在於所述的鐵芯1由上鐵芯1-1和下鐵芯1-2組 成，上鐵芯1-1和下鐵芯1-2分別通過側面的第一壓板4、兩端的第二壓板5和雙頭螺 杆6固定連接構成上磁鐵組7-1和下磁鐵組7-2，上磁鐵組7-1和下磁鐵組7-2相對設 置形成四極電磁鐵，上磁鐵組7-1上設有第一極線圈8-1和第二極線圈8-2，下磁鐵組 7-2上設有第三極線圈8-3和第四極線圈8-4，各極線圈的引線分別用線圈壓塊9固定在 上磁鐵組7-1和下磁鐵組7-2的側面，下磁鐵組7-2安裝在底座10上。
所述的上磁鐵組7-1和下磁鐵組7-2兩側設有第三壓板11，並通過拉杆12固定連 接。所述的第一極線圈8-1、第二極線圈8-2、第三極線圈8-3和第四極線圈8-4均由內 線圈和外線圈兩部分組成，第一極線圈8-l、第二極線圈8-2、第三極線圈8-3和第四極 線圈8-4與上磁鐵組7-1或下磁鐵組7-2接觸之間設有第一膠皮墊片13，第一極線圈8-1 、 第二極線圈8-2、第三極線圈8-3和第四極線圈8-4分別用線圈支撐板14固定在相應的 磁極頭上，每極的內線圈和外線圈之間設有第二膠皮墊片15。所述的第一極線圈8-1、 第二極線圈8-2、第三極線圈8-3和第四極線圈8-4的內、外線圈的導線是外部為方形 的銅線，其中心設有水孔，外部設有絕緣層，在第一極線圈8-l、第二極線圈8-2、第三 極線圈8-3和第四極線圈8-4的內、外線圈引線兩端頭設有水管接頭16，在上磁鐵組7-1 和下磁鐵組7-2的側面用水管壓環17固定有進水管18和回水管19,在進水管18的上 端設置壓力表20。所述設有水管接頭16的各線圈引線上設有電連接板21，各電連接板 21相聯接，使得各極上的所有內、外線圈呈串聯方式連接，並保證兩兩相對磁極極性相
同、相鄰磁極極性相反。
所述的內、外線圈外部的絕緣層分別有設置在導線與導線之間的匝間絕緣22和線圈 與磁鐵鐵芯之間對地絕緣23構成，匝間絕緣22和對地絕緣23外部還設有環氧澆注層 24。所述的內、外線圈為馬鞍形。所述的上磁鐵組7-l上設有吊環25。鐵芯衝片2的磁 極頭2-1的外部線A在拐角處外側設為凹形。
該磁鐵鐵芯為上下7訴爾、對開式，每上或下半鐵芯兩端110 *長度用高溫固化的環氧 胸t^鋼衝片固化為一體，謝門稱它為粘接端板，然後用左右兩個粘接端板、中間填充散衝 片至規定的長度和重量、在焊接模具上加壓的情況下利用周邊的鋼板焊為一體、成為一個半 鐵芯，兩個半鐵芯扣合成一臺磁^^需 ;線圈為馬鞍形的，^磁 ±有內外兩副線圈。
衝片尺寸長908毫米、寬456毫米、厚0.5毫米，形位誤差均好於士0.02毫米，最大毛 刺小於0.03毫米，這是製造高精度衝片磁鐵的基本斜牛；研製了數套工裝夾具^f呆證半鐵芯 的迭壓尺寸精度；迭壓力的控制是利用定扭矩力距板手；鐵芯X^爾焊接後利用風im擊消除 局部焊接應力、整體焊接後利用超聲波振動儀消除整體焯接應力。
半鐵芯兩極頭辦爾性的保證是 衝片的精度，上下四個極頭的対稱性是依靠裝配保證 的，設計了專用檢具。措施有鐵芯迭壓中對衝片分組秤重，嚴t&e制每臺磁鐵的鐵重量； 利用在磁鐵極頭兩端的削斜量控制磁鐵的有效長度和磁鐵端 場；線圈^3M繞線模具精 確繞制後，用真空澆注模具將線圈固化為一體。
權利要求1.一種半膠粘二分衝片四極電磁鐵，包括有鐵芯衝片(2)，鐵芯衝片(2)通過膠合構成粘結端板(3)，兩端各一件粘結端板(3)中間夾散鐵芯衝片(2)構成磁鐵鐵芯(1)，其特徵在於所述的鐵芯(1)由上鐵芯(1-1)和下鐵芯(1-2)組成，上鐵芯(1-1)和下鐵芯(1-2)分別通過側面的第一壓板(4)、兩端的第二壓板(5)和雙頭螺杆(6)固定連接構成上磁鐵組(71)和下磁鐵組(7-2)，上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)相對設置形成四極電磁鐵，上磁鐵組(7-1)上設有第一極線圈(8-1)和第二極線圈(8-2)，下磁鐵組(7-2)上設有第三極線圈(8-3)和第四極線圈(8-4)，各極線圈的引線分別用線圈壓塊(9)固定在上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)的側面，下磁鐵組(7-2)安裝在底座(10)上。
2. 如權利要求1所述的半膠粘二分衝片四極電磁鐵，其特徵在於:所述的上磁鐵組(7-l) 和下磁鐵組(7-2)兩側設有第三壓板(11)，並通過拉杆(12)固定連接。
3. 如權利要求1所述的半膠粘二分衝片四極電磁鐵，其特徵在於所述的第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3)和第四極線圈(8-4)均由內線圈 和外線圈兩部分組成，第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3) 和第四極線圈(8-4)與上磁鐵組(7-1)或下磁鐵組(7-2)接觸之間設有第一膠皮 墊片(13)，第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3)和第四極 線圈(8-4)分別用線圈支撐板(14)固定在相應的磁極頭上，每極的內線圈和外線 圈之間設有第二膠皮墊片(15)。
4. 如權利要求3所述的半膠粘二分衝片四極電磁鐵，其特徵在於所述的第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3)和第四極線圈(8-4)的內、外線 圈的導線是外部為方形的銅線，其中心設有水孔，外部設有絕緣層，在第一極線圈(8-1)、第二極線圈(8-2)、第三極線圈(8-3)和第四極線圈(8-4)的內、外線 圈引線兩端頭設有水管接頭(16)，在上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)的側面用 水管壓環(17)固定有進水管(18)和回水管(19)，在進水管(18)的上端設置壓 力表(20)。
5. 如權利要求4所述的半膠粘二分衝片四極電磁鐵，其特徵在於所述設有水管接頭(16)的各線圈引線上設有電連接板(21)，各電連接板(21)相聯接，使得各極上 的所有內、外線圈呈串聯方式連接，並保證兩兩相對磁極極性相同、相鄰磁極極性 相反。
6. 如權利要求4所述的半膠粘二分衝片四極電磁鐵，其特徵在於所述的內、外線圈 外部的絕緣層分別有設置在導線與導線之間的匝間絕緣(22)和線圈與磁鐵鐵芯之 間對地絕緣(23)構成，匝間絕緣(22)和對地絕緣(23)外部還設有環氧澆注層(24)。
7. 如權利要求6所述的半膠粘二分衝片四極電磁鐵，其特徵在於所述的內、外線圈 為馬鞍形。
8. 如權利要求1所述的半膠粘二分衝片四極電磁鐵，其特徵在於在所述的上磁鐵組(7-1)上設有吊環(25)。
9. 如權利要求1所述的全膠粘二分衝片四極電磁鐵，其特徵在於所述的鐵芯衝片(2) 的磁極頭(2-1)的外部線(A)在拐角處外側設為凹形。
專利摘要本實用新型主要涉及帶電粒子傳輸使用的電磁鐵，主要涉及一種用於帶電粒子束流聚焦的一種半膠粘二分衝片四極電磁鐵，其鐵芯衝片(2)通過膠合構成粘結端板(3)，兩端各一件粘結端板(3)中間夾散鐵芯衝片(2)構成磁鐵鐵芯(1)，鐵芯(1)由上鐵芯(1-1)和下鐵芯(1-2)組成，上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)相對設置形成四極電磁鐵，上磁鐵組(7-1)上設有第一極線圈(8-1)和第二極線圈(8-2)，下磁鐵組(7-2)上設有第三極線圈(8-3)和第四極線圈(8-4)，各極線圈的引線分別用線圈壓塊(9)固定在上磁鐵組(7-1)和下磁鐵組(7-2)的側面，下磁鐵組(7-2)安裝在底座(10)上。其磁場質量高，磁鐵穩定性好，工作效率高。
文檔編號H01F7/06GK201191550SQ200820028900
公開日2009年2月4日 申請日期2008年4月17日 優先權日2008年4月17日
發明者源 何, 孫國平, 斌 張, 張小奇, 徐大宇, 李壽陸, 豐 王, 王文進, 平 袁, 謝春安, 雷海亮, 馬力禎 申請人:中國科學院近代物理研究所